Все что нужно знать, чтобы собрать индукционный нагреватель своими руками без посторонней помощи

Индукционный метод нагревания весьма популярен для мастерских, работающих с металлами. Агрегат пригодится для мини кузниц, токарных цехов и слесарей. Высокая скорость нагрева, возможность плавки и последующего литья металла без газа и угля — далеко не полный перечень достоинств. Высокая температура создается за счет прохождения через заготовки тока максимальной частоты. Каждый, кто хоть немного знаком с электроникой, сможет собрать своими руками простой индукционный нагреватель.

1 induktor svoimi rukami

Индукционный нагреватель воды своими руками

Современные разработки и стремление конструкторов позволило задействовать индукционные обогреватели для поддержания комфортной среды в жилище. Индукционный бойлер имеет хорошие показатели эффективности и быстро обеспечивает контуры отопления подогретым теплоносителем. Помимо этого, можно установить косвенный нагрев и пользоваться горячей водой в бытовых целях.

2 induktor svoimi rukami

К достоинства индукционного котла можно отнести:

  • бесшумность;
  • низкая стоимость при изготовлении своими руками;
  • вибрации во время работы помогают очистить внутреннюю часть агрегата;
  • ломаться в конструкции практически нечему.

Самодельный водяной нагреватель простейшей конструкции создается своими руками на базе электронной начинки сварочного аппарата. Для понимания основ необходимо разобрать основные составляющие агрегата, рассмотреть последовательность функционирования электронной схемы.

Принцип работы индукционного нагревателя

Каждая установка индукционного нагрева обязательно включает в свою конструкцию:

  • инверторный элемент — предназначен для трансформаций бытовой энергии в высокочастотные импульсы;
  • индуктор — служит для формирования электромагнитного поля;
  • нагревательный (рабочий) элемент — осуществляет разогрев воды или металла, в зависимости от того, зачем создается индукционная нагревательная установка.

3 induktor svoimi rukami

Рабочая схема основана на последовательном функционировании всех элементов.

Выглядит это так:

  1. Инвертор производит преобразование тока низкой частоты в высокую, подает его на вторую ступень — индуктор.
  2. Катушка, выполненная по расчетам на условленное количество витков медной проволоки определенного сечения, формирует магнитное поле. Оно становится основанием для формирования вихревых потоков.
  3. Нагревательный компонент, смонтированный в индукторе, за счет прохождения через него вихревых токов от катушки получает мощный нагрев.
  4. Далее в схеме задействуется либо теплообменник с теплоносителем для системы отопления, либо камера нагрева. В последнюю помещаются металлические заготовки и формы для плавления металла. В качестве нагретой воды может использоваться и та жидкость, которую подают на контур индуктора. если он выполняется из медной трубки. Индукторная катушка может охлаждаться воздушно, но потребуется дополнительное устройство удаление лишней тепловой энергии.

Установка индукционного нагрева имеет достаточно простой принцип работы. Вместе с этим она эффективна и показывает стабильность работы с минимум отказов.

Сфера применения

Индукционные печи применяются не только для нагрева. Направления использования:

  • разнообразная закалка с формирование упрочненного слоя от 0.8 до 1.2 мм;
  • отжиг проволоки малого сечения;
  • пайка и индукционная сварка емкостей с тонкими стенками, из черных и цветных металлов;
  • напаивание режущей гарнитуры на инструмент для металлообработки;
  • плавка цветных и некоторых видов черных металлов;
  • разогрев заготовок для ковки — используется как индукционный горн;
  • скоростная сварка труб с прямым швом повышенного качества;
  • отопление и горячее водоснабжение. Индукционный нагреватель применим в качестве основного источника обогрева зданий;
  • автосервисы — разогрев прикипевших гаек и болтов локально для легко снятия агрегатов с авто.

4 induktor svoimi rukami

В основном, простой индукционный нагреватель задействуется на объектах промышленного производства как в малых, так и крупных масштабах.

Самодельные установки на основе простейших схем, элементов из микроволновки находят применение у гаражных специалистов и в небольших домашних мастерских.

Схема

Упрощенная схема, рассчитанная на мощность в 1600 Вт. На практике работоспособный вариант, требующий определенных доработок и совершенствования.

Схема индукционного нагревателя имеет свои плюсы:

  • элементарные сборочно-монтажные процедуры;
  • компоненты схемы доступны для покупки.

Данный высокочастотный экспериментальный индукционный нагреватель функционирует на основе принципа «двойного полумоста». Схема дополнена транзисторами в количестве 4 шт, с защищенными изоляцией затворами. Серийная модель этого компонента — IGBT. Управление реализовано на микросхеме IR2153.

5 induktor svoimi rukami

Конструкция обеспечивает создание мощности, равной по схеме полного моста. При функционировании на основе тактируемого полумостового драйвера затвора принципиальное построение агрегата упрощается как в проекте, так и в изготовлении и сборке, работе. Представленный диод двойного типа с увеличенной мощностью маркировки STTH200L06TV1 (2x 120A).

Для применения будет приемлемо задействовать в схеме диоды уменьшенной мощности — около 30А. Транзисторы IGBT в своем составе имеют встроенные диоды — это дополнительно упростит схему.

6 induktor svoimi rukami

Показания рабочей частоты регулируются потенциометром. Появление резонанса отражается максимальной яркостью светодиодов.

Индукционные установки профессионального уровня имеют усложненные схемы с автоматической настройкой по основным показателям системы. Для простейших конструкций, таких как индукционный нагреватель воды выполненный своими руками, основным критерием будет являться простота в схеме. В этом случае при ошибке сборки или проектирования можно быстро устранить недочеты.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками — пошаговая инструкция

Изготавливается индукционная сварка или простейший нагреватель из микроволновки — нужно знать, какие работы в нем будут проводиться. Исходя из размера помещаемых в зону нагрева заготовок могут меняться габариты индуктора, мощность конденсатора и технические характеристики изолирующего трансформатора.

В статье разобран пример того, как сделать тестовую индукционную печь и понять принцип работы таких устройств. Увеличение габаритов, изменение мощности и схемы устройства требует дополнительных расчетов и предварительного проектирования.

7 induktor svoimi rukami

Для сборки агрегата потребуется закупить все представленные на схеме элементы силовой электроники. Часть компонентов возможно найти в магазинах радиодеталей, часть — на алиэкспресс.

Соединение в общую цепь производится методом пайки или с помощью болтов плюс изолирующие материалы. Отдельные умельцы задействуют готовые элементы, демонтированные своими руками из микроволновки. Установка высокочастотного индукционного нагрева требует особого внимания к 3 элементам цепи и происходящим в них процессам. Разберем подробнее каждый.

Регулировка частоты

Диапазон рабочей частоты устройства составляет от 110 до 210 кГц. Поэтому самодельный экспериментальный индукционный нагреватель должен иметь узел регулировки частоты. В цепи управления регулировкой задействуется питающее напряжение — примерно 15 В. В качестве источника используется адаптер малой мощности в обычном или коммутируемом исполнении.

Возможно использовать в схеме устройство регулировки с Алиэкспресс.

8 induktor svoimi rukami

Магнитный нагреватель выходными контактами соединяется с рабочей цепью катушки. В качестве промежуточного звена используется согласующий дроссель L1 и трансформатор. Конструкция дросселя реализована в виде 4 витков провода, сердечник имеет поперчное сечение 23 см. Изолирующий трансформатор сформирован на основе 12 витков двухжильного провода сечением 16 мм². Поперечный размер сердечника — 14 см.

Можно использовать изолирующий трансформатор производства Magnetics, Inc. Данная фирма, а также Adams Magnetics делают качественное оборудование, в частности ферритовые торроиды.

Мощность подобного индукционного нагревателя, собранного своими руками, примерно равна 1.6 кВт.

Катушка индуктивности
9 induktor svoimi rukami

Установка для индукционного нагрева в конструкции имеет катушку. В качестве намотки применяется проволока сечением 3.3 мм. В качестве основания используется медная трубка. В конструкции катушки можно использовать простейшее водяное охлаждение. Особенности конструкции:

  • количество витков — 6;
  • сечение — 24 мм;
  • высота элемента — 23 мм.

В процессе работы схемы будет происходить существенный нагрев металла. Поэтому к качеству исполнения и выбранным материалам необходимо подходить особенно ответственно.

Полезная статья: Для чего применяется осциллятор

Модуль конденсатора
10 induktor svoimi rukami

Резонансный конденсатор в примере выполнен в виде блока из нескольких емкостных элементов. Можно использовать одно устройство с емкостью 2.3 мкФ. В примере задействовано 23 единицы конденсаторов. Характеристики использованных элементов:

  • емкость — 100 нФ;
  • напряжение — 275 Вольт;
  • материал корпуса — полипропилен МКП;
  • класс Х2.

Данный вид конденсаторов не является целевым для создания подобных агрегатов. Индукционная сварка и нагревательные устройства чаще всего получают в схему ЭМИ фильтр. На практике же использованные емкостные элементы показали стабильную работу при условиях, когда частота составляла 160 кГЦ, выше не желательно.

Полезная статья: Сварочные соединения

Как сделать нагревательный элемент

Нагревательным элементом конструкции служит индуктор, то есть катушка. Поэтому для создания зоны нагрева внутри индуктора рассмотрим несколько случаев.

11 induktor svoimi rukami

  1. Установка индукционного нагрева для отопления. В этом случае внутри катушки будет размещаться медная или стальная трубка, имеющая герметичное присоединение для подачи теплоносителя. За счет быстрого нагрева от спирали подогреватель должен пропускать через себя большое количество теплоносителя. Циркуляционный насос для такой схемы является обязательным элементом. Объем охлаждающего контура зависит от мощности и размеров индуктора.
  2. Индукционная сварка. Размер катушки и трубки, в которой будет происходить сварочный процесс зависит от технологической задачи.
  3. Индукционная печь для нагрева, плавки металла своими руками. Камера нагрева должна соответствовать размеру помещаемых форм, заготовок.

Вне зависимости от назначения агрегата потребуется уделить особое внимание не только конструктиву. Обязательно предусматривается возможность отвода лишнего тепла и электрозащита токоведущих элементов.

Полезная статья: Все виды сварки

Видео — индукционная печь из сварочного инвертора

Индукционную печь своими руками можно собрать на основе сварочного аппарата, которым не придется пользоваться в основных целях. Для этого производится модернизация присоединительных разъемов с заменой пластиковых элементов корпуса на металлический.

За счет высокого нагрева и активной теплопередачи в конструкции индуктора используется медная трубка, соединение — пайка высокотемпературным припоем. Допускается использование обжимных фитингов.

В приведенном примере задействуется графитовый тигель — в нем плавятся цветные металлы. Для увеличения мощность может быть использован более мощный сварочный аппарат. Подробнее в видео — индукционная печь для плавки металла на основе инвертора Интерскол.

Для отвода излишнего тепла установлены тройники — горячий воздух из контура индуктора выходит наружу. Устраивать дополнительную защиту нагревательного элемента можно с учетом отвода излишков тепла без перегрева блока питания.

Полезная статья: Плазма в домашних условиях

Техника безопасности

13 induktor svoimi rukami

Индукционная сварка и установка для ее производства является особо опасными механизмами. Электрическая схема прибора присоединяется к сети с переменным током, напряжение может нанести серьезный вред здоровью. Поэтому монтаж всех токоведущих элементов производится с учетом изолирования. Проверка сборочных работ производится с помощью потенциометра или мультиметра.

Части, подверженные нагреву — индуктор и присоединяемые к нему участки схемы, могут стать причиной ожогов, опасны в пожарном отношении. Индукционная сварка и нагрев металлов может производиться только под присмотром. Помещение, где работает индуктивный агрегат, оснащается огнетушителями. Расплавленный металл даже в тигеле требует осторожного обращения до момента остывания.

Электромагнитное поле высокой частоты своим воздействие может навредить электронике и носителям информации типа hdd. Электромагнитные помехи могут стать причиной нестабильной работы гаджетов и бытовой техники.

Для безопасности и защиты от перегрева питающей сети обязательно оснастить схему с индуктором для твч дифавтоматами по номинальному току потребления установки.

Полезная статья: Уроки сварки инвертором для начинающих видео

Преимущества и недостатки прибора

Сделанный своими руками или приобретенный индукционный нагреватель — очень полезный и практичный агрегат для производственных цехов и автосервисов.

К плюсам можно отнести:

  1. Относительная экономичность в энергопотреблении. Коэффициент полезного действия — высокий.
  2. Универсальность выполняемых действий. Если позволяет рабочая область, можно выполнять: закаливания, наплавление, сварку, термическое упрочнение и множество других операций с металлами. Может использоваться и как горн.
  3. Направленый из индукционной печи поток энергии может проникать в заготовку на установленную глубину, если реализована хорошая схема управления устройством.
  4. Индукционный ТВЧ нагрев повышает качество обработки, снижая брак в процессе производства.
  5. Необходимо минимум времени от запуска устройства до начала работы с металлическими изделиями.
    14 induktor svoimi rukami
  6. Индукционный водонагреватель является одним из эффективнейших средств для отопления помещений. Вместе с тепловым аккумулятором может работать в районах, где питание в сети в холодное время нестабильно.

К недостаткам устройств относятся:

  1. Самодельный агрегат имеет небольшие зоны нагрева, плавление значительного объема металла затруднительно.
  2. Высокая стоимость заводских индукционных нагревателей. Поэтому мастера решаются сделать собственными руками свой индукционный нагреватель.

Установки на ТВЧ, заводского исполнения и самодельные, являются эффективным и экономичным инструментом металлообработки. Равномерное нагревание способствует качественному выполнению работ. Надежность конструкции позволяет устанавливать ее в отопление с водяными контурами.

Оцените автора
( Пока оценок нет )
Mrmetall.ru
Добавить комментарий

× Заказ техкарт
Adblock
detector